逍遥学能 2017-04-21 17:56
“每种动物都有相对应的共生微生物种群，它与该物种的基因一起被称为两套基因组。现在研究让两套基因组如何和谐对话是重点，而这样的研究可能将揭开慢性病真正的原因。”
人类的疾病对于科学家来说，是一个永无止境的研究领域，因为不断有新的研究发现推进人类对自身的认知。
近日，刊登在《细胞》上的一篇文章发现，心脏病不仅是人们之前认识的与内分泌或者生活习惯相关，而且与肠道内的微生物也关系密切。这项由克利夫兰医学研究中心展开的研究，首次采用干扰肠道菌代谢活性的药物，提出通过调节肠道菌群来治疗心脏病的新策略。
菌群和心脏
心脏与肠道微生物，听起来有些不可思议，为什么两个看起来毫无关系的脏器会相互作用？其实，在这项实验之前，克利夫兰医学研究中心的另一项研究已经发现，普通食物中的卵磷脂在肠道微生物作用下会增加患心血管疾病的风险。这项发表在去年1月份《自然》上的研究证实，食品中的卵磷脂的三种代谢产物：胆碱（B族维生素的成员）、氧化三甲胺和甜菜碱（胆碱代谢物）在血液中的水平对心血管病有很强的预示作用。这意味着，这几种代谢物水平越高，患心血管疾病的风险也越高。
在此基础上，克利夫兰医学研究中心的最新研究得出新的结论，如果能够对肠道内微生物进行干预，或可预防动脉硬化。在这项研究中，研究人员给小鼠长期服用左旋肉碱，令其体内肠道微生物成分发生改变，导致血液中三甲胺N-氧化物（trimethylamine?N?oxide，以下缩写为TMAO）升高，并发生动脉硬化。然后，研究人员筛选出抑制TMAO的化合物3，3-二甲基丁醇（3，3-dimethyl?1?butanol，以下缩写为DMB），并给小鼠提供这样的食物，最终发现DMB可以显著降低小鼠体内TMAO的水平，抑制动脉斑块形成，并且没有毒副作用。
进一步研究还表明，DMB确实能够通过抑制三甲胺的形成来起作用。而且DMB不杀死肠道细菌，只是降低与高水平三甲胺、TMAO和动脉硬化有关的特定细菌在肠道菌中所占的比例。
而在地中海式饮食中常见的鱼类、豆类、蔬菜、水果、坚果、橄榄油等，都含有DMB。研究人员因此认为，地中海式饮食通过改变肠道菌的活性来发挥健康效应。通过膳食补充一种在红酒和橄榄油中含量丰富的DMB，可防止小鼠肠道菌将不健康食品转化为堵塞动脉的代谢副产品。
军事医学科学院放射与辐射医学研究所电磁与激光生物学研究室主任，蛋白质组学国家重点实验室副主任张成岗从事肠道细菌研究多年，在接受《中国科学报》记者采访时认为正是因为红肉中左旋肉碱的成分造成肠道菌群被改变，进而导致了心脏疾病的发生。“肠道是人体内最大的免疫器官，而且体内的微生物被称为第二基因组。它与全身的健康甚至心理都关系匪浅。”张成岗说。
神奇的微生物
虽然关于人体内微生物的研究早有记载，但一直以来，科学家们只是隐约知道肠道微生物影响人体健康，但对于究竟有什么影响、如何发挥作用却知之甚少。
2004年，美国科学院院士、华盛顿大学教授杰弗瑞?戈登和他的同事们做了一个著名的实验。他们先在无菌的环境中培养了一种无菌的小鼠，然后发现这些无菌小鼠非常“苗条”。之后他们把其他小鼠的菌群接种回小鼠的肠道，让它们成为正常小鼠，它们的饭量变小了，体重却恢复到正常水平。2006年，戈登又重复了这一实验，又有了新的发现，就是无菌小鼠即使吃高脂饲料且代谢率比普通小鼠低，也不会发胖。于是，戈登提出肠道菌群还与肥胖、糖尿病等代谢性疾病都有关系。然而，戈登的研究并非终结之作，他只是打开了通往未知世界的一扇门。
“早在1700多年前，我国中医就曾经提及人类对于微生物的应用。在《肘后备急方》中就曾经记载过使用儿童的粪便治病。在现代社会很多动物体内的微生物也成为中药。比如龙诞香，就是抹香鲸肠内分泌物的呕吐或排泄物。而著名的猫屎咖啡也是咖啡经过麝香猫体内的特殊菌群发酵后得出的美味。”张成岗告诉《中国科学报》记者，“不仅如此，生活中方方面面都离不开微生物，酱油、醋、酒都是发酵而成，蒸馒头使用的酵母也是微生物。红茶和酸奶等发酵食品都可以理解为给肠道补充好的菌群。”
更多未知或与微生物有关
尽管目前医学上更多的焦点集中在人类基因研究，但是张成岗认为可能基因并不能为人类一些疾病带来答案。
在另一篇发表在《细胞》上的研究论文中，来自美国加州理工学院的研究人员通过研究表明，肠道中的特殊细菌或对于机体外周血清素的产生非常重要。血清素被认为是一种大脑神经递质，大约90%的机体血清素都是在消化道中产生的，医学研究表明改变这种外周血清素的水平或许和很多疾病的发生有关，比如肠易激综合征、心血管疾病及骨质疏松症等。在小鼠实验中，研究人员发现肠道菌群的异常会引起血清素水平的改变。
而在美国哥伦比亚大学迈克尔?格尔森在《科学美国人》发表文章称，控制人类以及某些哺乳动物情感的五羟色胺、多巴胺以及多种让人情绪愉快的激素，95%是在肠道里面合成的。研究人员表示，情绪的很大一部分受肠道神经系统影响，例如“忐忑不安”就是肠道对生理压力或紧张的提示信号，甚至，人类幸福感的体验依赖于从肠道这个“第二大脑”向上传至大脑的信息。
“其实，每种动物都有相对应的共生微生物种群，它与该物种的基因一起被称为两套基因组。我认为，现在研究让两套基因组如何和谐对话是重点，而这样的研究可能将揭开慢性病真正的原因。”张成岗总结道。